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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2025-11-12 13:50 整数型TFHEにおけるビット抽出演算とその応用 ○斎藤清真（東北大）・上野 嶺（京大/東北大）・本間尚文（東北大）  ISEC2025-74 SITE2025-64 LOIS2025-24 |
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| 抄録 | （和） | 本稿では，整数型のトーラス完全準同型暗号 (TFHE) におけるビット抽出演算について述べる． 整数型TFHEでは，従来のバイナリ型TFHEとは異なりビット演算が困難である．従来，最上位ビット（MSB）の抽出のみが知られており，その手法もPBS (Programmable Bootstrapping) の回数が多い比較演算を使用しているため，計算コストが大きく，改善の必要がある． 本稿では，整数型TFHEに対してPBSの回数が少ない演算で暗号文から任意のビットを抽出する手法を提案し，その評価を行った．結果として，任意のビットで20%，MSBの抽出に限定すると50%程度の高速化を実現した．また，この応用として整数型TFHE上でReLU関数を実装し，その評価を行った．結果として，平文ビット長が短い場合に実用的な実装が可能であることを確認した． |
| （英） | This paper presents a bit extraction operation in integer-based Torus Fully Homomorphic Encryption (TFHE). Unlike conventional binary TFHE, bit operations are difficult in integer TFHE. Previously, only Most Significant Bit (MSB) extraction was known, and this method also relies on comparison operations with a large number of Programmable Bootstrapping (PBS) operations, resulting in high computational costs. In this paper, we propose a method for extracting arbitrary bits from ciphertext of integer TFHE with fewer PBS operations. As a result, we achieve a speedup of approximately 20% for arbitrary bits and 50% when limited to MSB extraction. As an application of this method, we also implement and evaluate the ReLU function on integer TFHE. Our results confirm that practical implementation is possible when the plaintext bit length is short. | |
| キーワード | （和） | 完全準同型暗号 / TFHE / ビット演算 / GPU / ReLU / / / |
| （英） | Fully Homomorphic Encryption / TFHE / Bitwise Operation / GPU / ReLU / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 238, ISEC2025-74, pp. 12-16, 2025年11月. | |
| 資料番号 | ISEC2025-74 | |
| 発行日 | 2025-11-05 (ISEC, SITE, LOIS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | ISEC2025-74 SITE2025-64 LOIS2025-24 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | ISEC LOIS SITE |
| 開催期間 | 2025-11-12 - 2025-11-13 |
| 開催地（和） | ITビジネスプラザ武蔵 交流室1 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 情報セキュリティ，ライフログ活用技術，ライフインテリジェンス，オフィス情報システム，一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | ISEC |
| 会議コード | 2025-11-ISEC-LOIS-SITE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 整数型TFHEにおけるビット抽出演算とその応用 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Bit extraction operation using integer-wise TFHE and its application |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 完全準同型暗号 / Fully Homomorphic Encryption |
| キーワード(2)（和/英） | TFHE / TFHE |
| キーワード(3)（和/英） | ビット演算 / Bitwise Operation |
| キーワード(4)（和/英） | GPU / GPU |
| キーワード(5)（和/英） | ReLU / ReLU |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 斎藤 清真 / Seima Saito / サイトウ セイマ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 上野 嶺 / Rei Ueno / ウエノ レイ |
| 第2著者 所属（和/英） | 京都大学/東北大学 (略称： 京大/東北大) Kyoto University/Tohoku University (略称： Kyoto Univ./Tohoku Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 本間 尚文 / Naofumi Homma / ホンマ ナオフミ |
| 第3著者 所属（和/英） | 東北大学 (略称： 東北大) Tohoku University (略称： Tohoku Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-11-12 13:50:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | ISEC |
| 資料番号 | ISEC2025-74, SITE2025-64, LOIS2025-24 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.238(ISEC), no.239(SITE), no.240(LOIS) |
| ページ範囲 | pp.12-16 |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2025-11-05 (ISEC, SITE, LOIS) |
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